CN104555775A - 卷筒内藏式行星变挡减速机 - Google Patents

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雷江华
肖湘平
肖北平
贺金满
陈立立
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    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/02—Driving gear
    • B66D1/14—Power transmissions between power sources and drums or barrels
    • B66D1/22—Planetary or differential gearings, i.e. with planet gears having movable axes of rotation
    • B66D1/225—Planetary or differential gearings, i.e. with planet gears having movable axes of rotation variable ratio or reversing gearing

Abstract

本发明提供了一种卷筒内藏式行星变挡减速机。所述减速机的推杆装置用销轴与推杆轴相连接，四点接触轴承通过圆螺母锁紧在推杆轴上，并安装在换挡轴内，换挡轴的两端外部分别装有定心齿套、输入齿套、有1号球轴承和2号球轴承，输入齿套与输入轴相连接，输入轴的外部装有3号球轴承和轴承座，联轴套通过平键将电机与输入轴连接，换挡轴的中部装有1号和2号行星架、1号和2号太阳轮、1号和2号行星架，后机盖与内齿轮相连，内齿轮与卷筒通过螺栓连接。该减速机能提供不同减速比的行星变挡齿轮箱，且结构配置紧凑、体积小、重量轻、承载能力高。

Description

卷筒内藏式行星变挡减速机
技术领域
本发明涉及到机械传动领域，特别涉及到一种卷筒内藏式行星变挡减速机。
背景技术
绞车在钻井机、修井机、采油车等石油机械上已经得到广泛的应用，绞车的卷筒作为主要传动部件，它能否安全稳定的运行，关系到整个石油机械系统的安全。绞车是钻机起升系统的主要设备，它的主要任务是用来起下钻具、下套管、悬挂钻具、控制钻压送进钻具、起吊重物，还可用于井架的起放以及转盘的中间传动机构等。因为绞车在完成各规定动作时所需的转速不相同，所以在动力传至执行动作的系统时，需要考虑速度的可调解性即需要设置变速机构；另外，绞车的设计在满足整机技术指标先进性的前提下，应以提高绞车的可靠性，工作效率以及尽量采用简单的结构型式以达到经济实用的目的。
目前，石油钻井平台上常用的绞车系统的变速传动装置，一般由平行轴换档减速机及相关部件组成。平行轴减速机通过相关联接部件与绞车卷筒相连，将动力传递给卷筒。减速机本体体积大，质量重，且布置在卷筒外，它和联接部件会占据较大一部分平台空间。此种变速装置，整体布局结构松散不紧凑，占地面积大，质量重，钻井平台建设费用高，不经济等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用变挡机构，且内藏于卷筒内的可提供不同减速比的卷筒内藏式行星变挡减速机。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种卷筒内藏式行星变挡减速机，包括推杆装置、销轴、推杆轴、1号球轴承、四点接触轴承、定心齿套、换挡轴、2号行星架、2号太阳轮、内齿轮、1号行星架、1号太阳轮、输入齿套、2号球轴承、后机盖、输入轴、3号球轴承、轴承座、联轴套、1号行星轮、2号行星轮、1号行星轮轴、2号行星轮轴、平键和电机，所述减速机的推杆装置用销轴与推杆轴相连接，四点接触轴承通过圆螺母锁紧在推杆轴上，并安装在换挡轴内，换挡轴的两端外部分别装有定心齿套和输入齿套，定心齿套和输入齿套的外部分别装有1号球轴承和2号球轴承，输入齿套与输入轴相连接，输入轴的外部装有3号球轴承，3号球轴承装在轴承座内，联轴套通过平键将电机与输入轴连接，换挡轴的中部装有2号太阳轮，1号行星架与2号太阳轮连接， 1号太阳轮与1号行星轮啮合，2号太阳轮与2号行星轮啮合，1号行星架通过1号行星轴与1号行星轮相连接，2号行星架通过2号行星轴与2号行星轮相连接，1号行星轮和2号行星轮均与内齿轮啮合，内齿轮与卷筒通过螺栓连接，2号球轴承外部装有后机盖，后机盖与内齿轮通过螺栓连接。
所述推杆装置的驱动方式为电力驱动、气缸驱动或液压驱动。
本发明的积极效果为：
1、该减速机结构配置紧凑、体积小、重量轻、承载能力高；
2、变档驱动装置可采用电动、气动、液压或手动等方式，自动化程度高配置灵活，操作简单，成本低；
3、该减速机能提供不同减速比的行星变挡齿轮箱，可广泛用于海洋钻井平台和陆地钻井平台上所涉及的绞车系统，也可用于其他行业带卷筒装置的具有变速功能的起升系统。
附图说明
图1、卷筒内藏式行星变挡减速机结构示意图；
图2、变挡减速箱高速档位结构示意图；
图3、变挡减速箱低速档位结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-3进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例一
电动驱动情况
参见图1-3，启动电机22，电机22通过联轴套20使装在轴承座19上的3号球轴承18内用平键21连接的输入轴16旋转，并带动装在1号球轴承4和2号球轴承14内的定心齿套7和输入齿套13随换挡轴8一起转动，当使用电动驱动推杆装置1动作时，推杆装置1经用销轴2连接的推杆轴3并通过用圆螺母6锁紧在推杆轴3上的四点接触轴承5作用于换挡轴8上，推拉换挡轴8完成换挡动作。当换挡轴8与1号太阳轮12结合时（参考图3），减速机处于低速档B位，动力通过1号太阳轮12传入与其啮合的1号行星轮25，并由用1号行星轮轴26连接的1号行星架11输出并传给2号太阳轮9，2号太阳轮9输入后，2号太阳轮9与用2号行星轮轴27连接的2号行星轮24啮合，2号行星架23固定不动，动力最终通过与后机盖15连接的内齿轮10输出，并驱动用螺栓与内齿轮10相连接的卷筒17旋转。
当换挡轴8与2号太阳轮9结合时（参见图2），减速机处于高速档A位，动力通过2号太阳轮9传入后，2号太阳轮9与2号行星轮24啮合，此时1号太阳轮12、1号行星轮25处于空转状态，2号行星架23固定不动，动力最终通过与后机盖15连接的内齿轮10输出，并驱动卷筒17旋转。
当换挡轴8与1号太阳轮12、2号太阳轮9均不结合时，减速机处于空挡，换挡轴8处于空转状态，1号行星轮25、2号行星轮24齿轮副均不参与传动，1号太阳轮12、2号太阳轮9、内齿轮10、1号行星架11、2号行星架23等均处于静止状态。
实施例二
气缸驱动情况
参见图1-3，启动电机22，电机22通过联轴套20使装在轴承座19上的3号球轴承18内用平键21连接的输入轴16旋转，并带动装在1号球轴承4和2号球轴承14内的定心齿套7和输入齿套13随换挡轴8一起转动，当使用气缸驱动推杆装置1动作时，推杆装置1经用销轴2连接的推杆轴3并通过用圆螺母6锁紧在推杆轴3上的四点接触轴承5作用于换挡轴8上，推拉换挡轴8完成换挡动作。当换挡轴8与1号太阳轮12结合时（参考图3），减速机处于低速档B位，动力通过1号太阳轮12传入与其啮合的1号行星轮25，并由用1号行星轮轴26连接的1号行星架11输出并传给2号太阳轮9，2号太阳轮9输入后，2号太阳轮9与用2号行星轮轴27连接的2号行星轮24啮合，2号行星架23固定不动，动力最终通过与后机盖15连接的内齿轮10输出，并驱动用螺栓与内齿轮10相连接的卷筒17旋转。
当换挡轴8与2号太阳轮9结合时（参见图2），减速机处于高速档A位，动力通过2号太阳轮9传入后，2号太阳轮9与2号行星轮24啮合，此时1号太阳轮12、1号行星轮25处于空转状态，2号行星架23固定不动，动力最终通过与后机盖15连接的内齿轮10输出，并驱动卷筒17旋转。
当换挡轴8与1号太阳轮12、2号太阳轮9均不结合时，减速机处于空挡，1号行星轮25、2号行星轮24齿轮副均不参与传动，1号太阳轮12、2号太阳轮9、内齿轮10、1号行星架11、2号行星架23等均处于静止状态。
实施例三
液压驱动情况
参见图1-3，启动电机22，电机22通过联轴套20使装在轴承座19上的3号球轴承18内用平键21连接的输入轴16旋转，并带动装在1号球轴承4和2号球轴承14内的定心齿套7和输入齿套13随换挡轴8一起转动，当使用液压驱动推杆装置1动作时，推杆装置1经用销轴2连接的推杆轴3并通过用圆螺母6锁紧在推杆轴3上的四点接触轴承5作用于换挡轴8上，推拉换挡轴8完成换挡动作。当换挡轴8与1号太阳轮12结合时（参考图3），减速机处于低速档B位，动力通过1号太阳轮12传入与其啮合的1号行星轮25，并由用1号行星轮轴26连接的1号行星架11输出并传给2号太阳轮9，2号太阳轮9输入后，2号太阳轮9与用2号行星轮轴27连接的2号行星轮24啮合，2号行星架23固定不动，动力最终通过与后机盖15连接的内齿轮10输出，并驱动用螺栓与内齿轮10相连接的卷筒17旋转。
当换挡轴8与2号太阳轮9结合时（参见图2），减速机处于高速档A位，动力通过2号太阳轮9传入后，2号太阳轮9与2号行星轮24啮合，此时1号太阳轮12、1号行星轮25处于空转状态，2号行星架23固定不动，动力最终通过与后机盖15连接的内齿轮10输出，并驱动卷筒17旋转。
当换挡轴8与1号太阳轮12、2号太阳轮9均不结合时，减速机处于空挡，1号行星轮25、2号行星轮24齿轮副均不参与传动，1号太阳轮12、2号太阳轮9、内齿轮10、1号行星架11、2号行星架23等均处于静止状态。
以上所述仅是本发明的非限定实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种卷筒内藏式行星变挡减速机，包括推杆装置（1）、销轴（2）、推杆轴（3）、1号球轴承（4）、四点接触轴承（5）、定心齿套（7）、换挡轴（8）、2号太阳轮（9）、内齿轮（10）、1号行星架（11）、1号太阳轮（12）、输入齿套（13）、2号球轴承（14）、后机盖（15）、输入轴（16）、3号球轴承（18）、轴承座（19）、联轴套（20）、平键（21）、电机（22）、2号行星架（23）、1号行星轮（25）、2号行星轮（24）、1号行星轮轴（26）和2号行星轮轴（27），其特征在于：所述推杆装置（1）用销轴（2）与推杆轴（3）相连接，四点接触轴承（5）通过圆螺母（6）锁紧在推杆轴（3）上，并安装在换挡轴（8）内，换挡轴（8）的两端外部分别装有定心齿套（7）和输入齿套（13），定心齿套（7）和输入齿套（13）的外部分别装有1号球轴承（4）和2号球轴承（14），输入齿套（13）与输入轴（16）相连接，输入轴（16）的外部装有3号球轴承（18），3号球轴承（18）装在轴承座（19）内，联轴套（20）通过平键（21）将电机（22）与输入轴（16）连接，换挡轴（8）的中部装有2号太阳轮（9），1号行星架（11）与2号太阳轮（9）连接， 1号太阳轮（12）与1号行星轮（25）啮合，2号太阳轮（9）与2号行星轮（24）啮合，1号行星架（11）通过1号行星轴（26）与1号行星轮（25）相连接，2号行星架（23）通过2号行星轴（27）与2号行星轮（24）相连接，1号行星轮（25）和2号行星轮（24）均与内齿轮（10）啮合，内齿轮（10）与卷筒（17）通过螺栓连接，2号球轴承（14）外部装有后机盖（15），后机盖（15）与内齿轮（10）通过螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的卷筒内藏式行星变挡减速机，其特征在于：所述推杆装置（1）的驱动方式为电力驱动、气缸驱动或液压驱动。
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